地理編碼庫建設難點及設計實現思路研究

馬慧珍++馬金毅++李光艷

摘 要：本文基于筆者多年從事地理數據庫建設的相關工作經驗，以地理編碼庫的設計為研究對象，論文首先分析了地理編碼庫建設的難點，進而探討了GIS軟件的地理編碼方法及存在的不足，在此基礎上，筆者詳細闡述了地理編碼庫的設計實現過程，全文是筆者長期工作實踐基礎上的理論升華，相信對從事相關工作的同行能有所裨益。

關鍵詞：數字城市 地理編碼庫 GIS軟件

中圖分類號：P208 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（a）-0022-02

“數字城市”就是以計算機技術、多媒體技術和大規模存儲技術為基礎，以寬帶網絡為紐帶，以地理信息系統（GIS）技術為核心，利用遙感（RS）、GPS、3維仿真等技術手段，對城市進行多分辨、多尺度、多時空和多類型的3維描述，利用信息技術手段把城市的過去、現狀和未來在網絡上進行數字化虛擬描述。地理編碼是數字城市建設的重要組成部分，它使分散于各個部門間無序的信息資源得到分類整合，建立各類信息間的有機聯系，構建起空間信息和屬性信息、屬性信息與屬性信息之間的框架模型，使得不同的數據類型、不同系統之間的數據互操作得以實現。本文以石家莊市數字城市建設為背景，探討地理編碼庫的設計過程。

1 地理編碼庫建設的難點

隨著經濟的飛速發展，對老城區的系統改造，新城區不斷擴展，城市格局在不斷發生變化。但是由于歷史和現實原因造成地名、地址錯綜復雜，混亂無序，缺乏規律性；街道門牌編號混亂，同一門牌號有幾戶使用；地名命名方法隨性復雜，缺乏統一的標準。同時，各個部門根據自己的需要，為了方便本部門的工作，都會根據本部門的應用系統特點，建立自己實用的編碼系統，具有獨特的地理網格單元劃分標準，如公共場所活動區、單位內部物業管理區等。在建設時也沒有考慮使編碼具有在空間單元上統一的、標準的地理參考系統，結果在不同系統的數字城市管理中，最小單元劃分區域都不盡相同，這就使得不同字體間很難實現信息資源共享，造成了資源的浪費。

2 GIS軟件的地理編碼方法及存在的不足

ArcView是由美國環境系統研究所（ESRI）開發并銷售的地理信息系統軟件，在這個軟件中有地理編碼的功能，它可以單個定位也可以批量處理。不過，首先要有一個參考主題，此主題是經過地址編碼的基礎地理信息表，如道路圖或行政區劃圖，然后才可以進行地址匹配，進行地址匹配時地理特征數據源必須包含一些與地理特征有關的地址屬性。這樣ArcView才能根據一定的標準和規則把地理特征數據源匹配到參考主題上。在匹配過程中ArcView把參考主題中的地址與地理特征數據源中的地址屬性相比較，從而確定是否匹配。當找到一對匹配的地址與屬性之后，ArcView就將具有該屬性的地理特征的坐標分配給這個地址。如果找不到可匹配的地址與屬性，可分兩種情況處理：若地址有誤，可以修改地址中的錯誤；否則，可以放寬編碼參考中的匹配參數，由此獲得較大的匹配成功率。

Mapinfo也同樣有此功能，其基本原理是相同的。對于線參考主題，通過插值的方法進行定位，如解放路18號，參考主題中有解放路1號到36號的記錄，則此地址就定位在中間。對于區域主題則定位在幾何中心。

對于簡單數據庫ArcView和Mapinfo的地理編碼功能都能實現地址匹配。所謂簡單數據庫是指記錄量少，地址信息描述規范。但是對于復雜的數據庫，如記錄數在1×104條以上，且地址信息描述混亂，沒有統一的標準，那么現有軟件的地理編碼功能就束手無策了。其無法實現的原因主要表現在兩個方面：一是現有地理編碼功能不能進行多個參考主題的同步匹配；二是對于區域主題只能定位在幾何中心，這樣的話如果有多個記錄則會重疊在一起，不利于進一步的顯示、統計和分析。鑒于以上分析，制定出一套針對石家莊市數字城市建設行之有效的地理編碼庫建設方法，使之既充分體現城市現狀，又顧城市未來發展是項目的難點與重點。

3 地理編碼庫的設計實現過程

地理編碼通過對地理對象在確定的參考系中按一定的規則賦予唯一的和可識別的代碼，從而唯一的確定地理對象的空間位置，也就是說建立地理對象與代碼之間的映射關系，它可以是地理對象與地址的映射，也可以是地理對象與坐標系統的映射。對于數字城市建設，地理編碼是建設效果的直觀體現，例如要對一個地名進行查詢，對一個單位進行檢索，首先就是查詢某個名稱，然后通過該名稱來進行定位。因此，完整的地理編碼庫，不僅包含了一系列的屬性信息，還應該包含定位的空間信息。

3.1 地理編碼庫的主要內容

地理編碼庫是數字城市建設的基礎工程，將為各部門對城市規劃、建設、管理決策及城市應急指揮，提供準確、實時的信息支撐，滿足百姓日常出行對地址定位的需求。通過對地名地址的編碼管理，可以實現統一空間坐標，整合各種信息資源，在各部門分散的信息資源庫之間建立有機聯系，為實現信息共享、交換和整合提供基礎信息支撐。

為切實滿足各類用戶的實際需求，石家莊市地理編碼庫主要包括行政區域地名編碼、街巷名編碼、小區名編碼、標志物名編碼、興趣點名編碼和門（樓）址編碼以及預留編碼等。

3.2 地理編碼庫建設流程

針對石家莊市的實際情況，在充分利用民政、統計、公安、房產等部門已有的數據基礎上，通過影像疊加，劃分區域確定地名地址的采集范圍。同時，進行地名地址數據庫設計，地名地址規范設計，地址模型設計等；再由市所轄四區分別成立專門的地名地址調查小組，包括外業調查人員，內業數據整理、檢查人員，地名地址數據入庫人員。

（1）外業調查人員專門進行外業調查，實地查看，對所屬區域的地名地址通過照片拍攝、文字記錄等方式采集回來。

（2）內業數據整理、檢查人員主要負責對外業采集回來的數據、已有的資料進行綜合整理、檢查、規范化、標準化，對不同類型的地名地址數據進行分類，按照國家規定的統一編碼規則進行編碼。endprint

（3）地名地址數據入庫人員對整理并編碼后的地名地址數據進行入庫，增加新的地名地址，更改錯誤的地名地址，刪除廢棄的地名地址，保證地名地址數據庫的完整性、有效性、統一性。

地理編碼庫建設流程如圖1所示。

3.3 地址匹配服務

地址匹配主要由空間參照數據庫、地址拆分及標準化、地址匹配規則配置及地址匹配部分組成，其核心是地址匹配。系統可以滿足單地址匹配、批地址匹配以及交互匹配的需求。地理編碼系統組成如圖2所示。

地址匹配提供了一種將非空間信息空間化的手段，用戶可將帶有地址信息的屬性數據快速轉換成空間數據，生成自己的專題圖層；而且可以將這些數據保存為其他GIS格式如：“Shp”等，為其他GIS應用系統使用。

（1）單個地址匹配。

系統提供一個地址匹配的服務，該服務可以匹配任意用戶設置的需要匹配的地名地址數據集和匹配關鍵字。

（2）批量地址匹配。

支持匹配文件的格式為Txt，Excel等格式，并對匹配文件作出一定的規范，將生成的坐標信息存儲起來。將匹配成功的地址轉換成空間數據，并保存為指定的數據格式。

記錄匹配成功的地址和匹配失敗的地址及匹配的準確度，根據匹配準確度用戶還可以進行編輯，并且日志可以進行保存。

4 結語

本文主要論述數字城市中地理編碼庫的建設，對石家莊市地理編碼庫的建設過程進行了概括，對地理編碼流程進行了詳細的分析，文中論述的建設方法在實際中得到了應用，取得了相應的效果，值得借鑒。由于只針對項目實際情況，對地理編碼庫建設沒有進行深入拓展，有待于今后進一步研究。

參考文獻

[1] 孫春生，吳軍，陳丹清.三維城市建模中的建筑墻面紋理快速獲取[J].武漢大學學報：信息科學版，2005（9）.

[2] 李華，李淑琴，王錦萍.數據城市建設中空間數據庫設計研究[J].城市勘測， 2005（2）.

[3] 戴騰，童忠富，祁信舒，等.全數字攝影測量系統DEM生產的質量控制[J].地理空間信息，2005（1）.

[4] 姜愛林.數字城市：基本框架、發展現狀、存在問題與建議—— 2003年數字城市研究若干問題概述[J].蘇州市職業大學學報，2004（3）.

[5] 陳世培，王鐵軍.關于數字攝影測量內定向的幾個問題[J].測繪與空間地理信息，2004（2）.

[6] 肖樂斌，鐘耳順，劉紀遠，等.三維GIS的基本問題探討[J].中國圖象圖形學報，2001（9）.

[7] 劉紀平.海量空間數據組織與管理初探[J].中國圖象圖形學報，1998（6）.endprint

（3）地名地址數據入庫人員對整理并編碼后的地名地址數據進行入庫，增加新的地名地址，更改錯誤的地名地址，刪除廢棄的地名地址，保證地名地址數據庫的完整性、有效性、統一性。

地理編碼庫建設流程如圖1所示。

3.3 地址匹配服務

地址匹配主要由空間參照數據庫、地址拆分及標準化、地址匹配規則配置及地址匹配部分組成，其核心是地址匹配。系統可以滿足單地址匹配、批地址匹配以及交互匹配的需求。地理編碼系統組成如圖2所示。

地址匹配提供了一種將非空間信息空間化的手段，用戶可將帶有地址信息的屬性數據快速轉換成空間數據，生成自己的專題圖層；而且可以將這些數據保存為其他GIS格式如：“Shp”等，為其他GIS應用系統使用。

（1）單個地址匹配。

系統提供一個地址匹配的服務，該服務可以匹配任意用戶設置的需要匹配的地名地址數據集和匹配關鍵字。

（2）批量地址匹配。

支持匹配文件的格式為Txt，Excel等格式，并對匹配文件作出一定的規范，將生成的坐標信息存儲起來。將匹配成功的地址轉換成空間數據，并保存為指定的數據格式。

記錄匹配成功的地址和匹配失敗的地址及匹配的準確度，根據匹配準確度用戶還可以進行編輯，并且日志可以進行保存。

4 結語

本文主要論述數字城市中地理編碼庫的建設，對石家莊市地理編碼庫的建設過程進行了概括，對地理編碼流程進行了詳細的分析，文中論述的建設方法在實際中得到了應用，取得了相應的效果，值得借鑒。由于只針對項目實際情況，對地理編碼庫建設沒有進行深入拓展，有待于今后進一步研究。

參考文獻

[1] 孫春生，吳軍，陳丹清.三維城市建模中的建筑墻面紋理快速獲取[J].武漢大學學報：信息科學版，2005（9）.

[2] 李華，李淑琴，王錦萍.數據城市建設中空間數據庫設計研究[J].城市勘測， 2005（2）.

[3] 戴騰，童忠富，祁信舒，等.全數字攝影測量系統DEM生產的質量控制[J].地理空間信息，2005（1）.

[4] 姜愛林.數字城市：基本框架、發展現狀、存在問題與建議—— 2003年數字城市研究若干問題概述[J].蘇州市職業大學學報，2004（3）.

[5] 陳世培，王鐵軍.關于數字攝影測量內定向的幾個問題[J].測繪與空間地理信息，2004（2）.

[6] 肖樂斌，鐘耳順，劉紀遠，等.三維GIS的基本問題探討[J].中國圖象圖形學報，2001（9）.

[7] 劉紀平.海量空間數據組織與管理初探[J].中國圖象圖形學報，1998（6）.endprint

（3）地名地址數據入庫人員對整理并編碼后的地名地址數據進行入庫，增加新的地名地址，更改錯誤的地名地址，刪除廢棄的地名地址，保證地名地址數據庫的完整性、有效性、統一性。

地理編碼庫建設流程如圖1所示。

3.3 地址匹配服務

地址匹配主要由空間參照數據庫、地址拆分及標準化、地址匹配規則配置及地址匹配部分組成，其核心是地址匹配。系統可以滿足單地址匹配、批地址匹配以及交互匹配的需求。地理編碼系統組成如圖2所示。

地址匹配提供了一種將非空間信息空間化的手段，用戶可將帶有地址信息的屬性數據快速轉換成空間數據，生成自己的專題圖層；而且可以將這些數據保存為其他GIS格式如：“Shp”等，為其他GIS應用系統使用。

（1）單個地址匹配。

系統提供一個地址匹配的服務，該服務可以匹配任意用戶設置的需要匹配的地名地址數據集和匹配關鍵字。

（2）批量地址匹配。

支持匹配文件的格式為Txt，Excel等格式，并對匹配文件作出一定的規范，將生成的坐標信息存儲起來。將匹配成功的地址轉換成空間數據，并保存為指定的數據格式。

記錄匹配成功的地址和匹配失敗的地址及匹配的準確度，根據匹配準確度用戶還可以進行編輯，并且日志可以進行保存。

4 結語

本文主要論述數字城市中地理編碼庫的建設，對石家莊市地理編碼庫的建設過程進行了概括，對地理編碼流程進行了詳細的分析，文中論述的建設方法在實際中得到了應用，取得了相應的效果，值得借鑒。由于只針對項目實際情況，對地理編碼庫建設沒有進行深入拓展，有待于今后進一步研究。

參考文獻

[1] 孫春生，吳軍，陳丹清.三維城市建模中的建筑墻面紋理快速獲取[J].武漢大學學報：信息科學版，2005（9）.

[2] 李華，李淑琴，王錦萍.數據城市建設中空間數據庫設計研究[J].城市勘測， 2005（2）.

[3] 戴騰，童忠富，祁信舒，等.全數字攝影測量系統DEM生產的質量控制[J].地理空間信息，2005（1）.

[4] 姜愛林.數字城市：基本框架、發展現狀、存在問題與建議—— 2003年數字城市研究若干問題概述[J].蘇州市職業大學學報，2004（3）.

[5] 陳世培，王鐵軍.關于數字攝影測量內定向的幾個問題[J].測繪與空間地理信息，2004（2）.

[6] 肖樂斌，鐘耳順，劉紀遠，等.三維GIS的基本問題探討[J].中國圖象圖形學報，2001（9）.

[7] 劉紀平.海量空間數據組織與管理初探[J].中國圖象圖形學報，1998（6）.endprint